冻融时间和含水率对紫穗槐加筋黄土抗剪强度的影响

陈智锋; 李辉; 蒋宁山; 刘成奎

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.20230423.001

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冻融时间和含水率对紫穗槐加筋黄土抗剪强度的影响

试验研究

- 冻融时间和含水率对紫穗槐加筋黄土抗剪强度的影响
- Effects of Freeze-thaw Time and Moisture Content on Shear Strength of Loess Reinforced with Sophora Japonica Roots
- 水土保持通报 2023年43卷第2期页码：43-49
- 作者机构：
  
  1. 青海大学土木工程学院,青海,西宁,810016
  2. 青海省建筑材料科学研究院有限责任公司,青海,西宁,810016
  3. 青海省高原绿色建筑与生态社区重点实验室,青海,西宁,810016
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  青海省科技厅项目“高寒黄土边坡融水降水致灾机理及混种植被协同护坡研究”(2020-ZJ-718);青海省科技厅项目“废弃混凝土再生微粉泡沫混凝土抗冻性能研究”(KLKF-2020-007)
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.20230423.001
  中图分类号： TU375.4
- 纸质出版：2023
- 稿件说明：
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陈智锋, 李辉, 蒋宁山, 等. 冻融时间和含水率对紫穗槐加筋黄土抗剪强度的影响[J]. 水土保持通报, 2023,43(2):43-49.

Chen Zhifeng, Li Hui, Jiang Ningshan, et al. Effects of Freeze-thaw Time and Moisture Content on Shear Strength of Loess Reinforced with Sophora Japonica Roots[J]. Bulletin of Soiland Water Conservation, 2023, 43(2): 43-49.
陈智锋, 李辉, 蒋宁山, 等. 冻融时间和含水率对紫穗槐加筋黄土抗剪强度的影响[J]. 水土保持通报, 2023,43(2):43-49. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.20230423.001.

Chen Zhifeng, Li Hui, Jiang Ningshan, et al. Effects of Freeze-thaw Time and Moisture Content on Shear Strength of Loess Reinforced with Sophora Japonica Roots[J]. Bulletin of Soiland Water Conservation, 2023, 43(2): 43-49. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.20230423.001.

摘要

[目的] 研究紫穗槐根系在不同含水率和不同融化时间对土体加固作用，为季冻区紫穗槐固土效应提供设计依据。 [方法] 以取自西宁市黄土为研究对象，用室内三轴试验方法研究紫穗槐根系根—土复合体的应力应变及强度特性，探讨在不同解冻时间和不同含水率下紫穗槐根—土复合体抗剪强度指标变化规律，并通过SEM电镜扫描试验从微观的角度评价紫穗槐根系的加固机理。 [结果] 紫穗槐根系在不同含水率时有不同的加筋情况，在低含水率和高含水率加筋作用更加明显；在冻融前后紫穗槐根系的加筋作用体现在当土体受到荷载作用时，紫穗槐根系会束缚土颗粒之间的移动，增大土颗粒之间的咬合以及增大根系和土颗粒之间的接触面，从而增大内摩擦角；通过电镜扫描试验可以看出，紫穗槐根系可以抑制土体中的裂隙产生与发展，从而增大土体的整体性。 [结论] 紫穗槐根系在不同地区均能起到加筋作用。不同含水率会存在不同的最佳含根量，紫穗槐根系的固土作用体现在增大土体的内摩擦角，增加土体的整体性。

Abstract

[Objective] The reinforcing effects of Sophora japonica roots on soil at different water contents and different thawing times were studied in order to provide a design basis for the soil consolidation effect of Sophora japonica in the monsoon freeze zone. [Methods] The stress-strain and strength characteristics of the root-soil composite of the Sophora japonica root system were determined using the indoor triaxial test method. The shear strength index of the Sophora japonica root-soil composite was determined under different thawing times and different moisture contents. [Results] The reinforcing effect of the Sophora japonica root system at different water contents was most obvious at low and high water contents. The reinforcing effect of the Sophora japonica root system before and after freezing and thawing was reflected in the fact that the Sophora japonica root system bound the movement between soil particles when the soil received a load

increased the occlusion between soil particles

and increased the contact surface between the roots and soil particles

thus increasing the angle of internal friction. The electron microscope scanning test showed that the Sophora japonica root system inhibited the generation and development of cracks in the soil

thus increasing the integrity of the soil. [Conclusion] The Sophora japonica root system can result in a reinforcing effect in all areas. There are different optimal root contents for different water contents. The solidification effect of the Sophora japonica root system is reflected by the increase in internal friction angle of the soil body

increasing the structural integrity of the soil.

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Keywords

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梅马巍,王大雁.中国冻土力学研究50年回顾与展望[J].岩土工程学报,2012,34(4):625-640.

梅朵,高原,马艳,等.近50年青海西宁气温变化特征[J].干旱气象,2013,31(1):100-106.

李艳,金会军,温智,等.多年冻土区斜坡稳定性研究综述[J].冰川冻土,2022,44(1):203-216.

吴宏伟.大气—植被—土体相互作用:理论与机理[J].岩土工程学报,2017,39(1):1-47.

李珍玉,欧阳淼,肖宏彬,等.基于根系构型的调控提高植物边坡根系固土能力[J].岩土力学,2021,42(12):3271-3280,3290.

徐华,袁海莉,王歆宇,等.根系形态和层次结构对根土复合体力学特性影响研究[J].岩土工程学报,2022,44(5):926-935.

王元战,刘旭菲,张智凯,等.含根量对原状与重塑草根加筋土强度影响的试验研究[J].岩土工程学报,2015,37(8):1405-1410.

Yuan-jun J, Alam M, Li-Jun S, et al. Effect of root orientation on the strength characteristics of loess in drained and undrained triaxial tests [J]. Engineering Geology, 2022, 296:106459.

Schwarz M, Cohen D, Or D. Root-soil mechanical interactions during pullout and failure of root bundles [J]. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 2010,115(F4):F04035.

胡夏嵩,李国荣,朱海丽,等.寒旱环境灌木植物根—土相互作用及其护坡力学效应[J].岩石力学与工程学报,2009,28(3):613-620.

余芹芹,乔娜,卢海静,等.植物根系对土体加筋效应研究[J].岩石力学与工程学报,2012,31(S1):3216-3223.

曹磊,马海天才.不同草本植物根系力动力学及抗压力特征研究[J].干旱区资源与环境,2019,33(1):164-170.

路建国,张明义,张熙胤,等.冻融过程中未冻水含量及冻结温度的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2017,36(7):1803-1812.

晏长根,王婷,贾海梁,等.冻融过程中未冻水含量对非饱和粉土抗剪强度的影响[J].岩石力学与工程学报,2019,38(6):1252-1260.

刘亚斌,胡夏嵩,余冬梅,等.西宁盆地黄土区2种灌木植物根—土界面微观结构特征及摩擦特性试验[J].岩石力学与工程学报,2018,37(5):1270-1280.

王恒星,杨林.冻融作用下草本植物根系加固土体试验研究[J].冰川冻土,2018,40(4):792-801.

李云鹏,李劲松,张利东,等.季冻区公路边坡植物根系对冻融作用的影响[J].水土保持通报,2020,40(2):134-139.

王铁行,罗少锋,刘小军.考虑含水率影响的非饱和原状黄土冻融强度试验研究[J].岩土力学,2010,31(8):2378-2382.

黄琨,万军伟,陈刚,等.非饱和土的抗剪强度与含水率关系的试验研究[J].岩土力学,2012,33(9):2600-2604.

覃绮平.土基回弹模量影响因素及其相关关系研究[D].陕西西安：长安大学,2005.

何平,程国栋,杨成松,等.非饱和冻土的强度分析[J].冰川冻土,2002,24(3):260-263.

马巍,吴紫汪,盛煜.围压对冻土强度特性的影响[J].岩土工程学报,1995,17(5):7-11.

刘振亚,刘建坤,李旭,等.毛细黏聚与冰胶结作用对非饱和粉质黏土冻结强度及变形特性的影响[J].岩石力学与工程学报,2018,37(6):1551-1559.

刘宽,叶万军,景宏君,等.季冻区黄土微观损伤识别与宏观力学响应研究[J].岩土工程学报,2021,43(S1):192-197.

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